跑過船的人應(yīng)該知道,船上大型機器設(shè)備的“四機一爐”,亦即主機、發(fā)電機、錨機、舵機和鍋爐。這些都是與船舶推進和操縱極其密切的關(guān)鍵設(shè)備。之前我們推出過一期文章,講解各種推進裝置。今天為與小刀昨天的舵設(shè)備相呼應(yīng),簡單介紹以下幾種常用的舵機,以饗讀者。 本期文章部分圖片資料,由甲板機械的領(lǐng)導(dǎo)品牌海特拉帕友情提供。ps,海特拉帕已經(jīng)于2013年被Cargotech旗下的麥基嘉收購,以增強其絞車方面的業(yè)務(wù),同年麥基嘉還收購Aker Solutions的系泊和裝載系統(tǒng)部門。言歸正傳開始本期文章。 舵機按照機構(gòu)分為電力,機械和液壓三種方式;按照動力源的方式有人力、氣動、電動、液壓四種;船用舵機目前多用電液式,即液壓設(shè)備由電動設(shè)備進行遙控操作,電液式又可分為兩大類型, 一種是往復(fù)式,往復(fù)式又包括擺杠式,柱塞式和撥叉式等幾種。 1. 往復(fù)擺杠式舵機 這種舵機形式比較簡單,高度低,很便于船員操作和維護,操舵角度可達45°。通常一個油泵驅(qū)動一個油缸操左右舵機,根據(jù)管路布置情況,左右舵機可以互換,也可以雙泵驅(qū)動。 通常設(shè)有2臺互為備用的液壓泵站(或1臺液壓泵站與1臺機帶泵組互為備用),24V電動操縱、手輪操縱、手輪應(yīng)急操舵等多種操舵型式。具有多重自鎖能力、舵角穩(wěn)定功能。在船上系統(tǒng)總成如下所示。 2. 往復(fù)柱塞式舵機 柱塞式舵機,其原理是通過高低壓油的轉(zhuǎn)換而做功產(chǎn)生直線運動,并通過舵柄轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動。目前,船上常用的有二缸柱塞式液壓舵機和四缸柱塞式液壓舵機。圖為二缸柱塞式液壓舵機示意圖。 柱塞式液壓舵機一般由轉(zhuǎn)舵機構(gòu)、動力源和操縱追隨機構(gòu)三大部分組成。動力源由電動機、主油泵、輔油泵和控制閥箱等組成。電動機帶動主、輔油泵供給工作需要的各種壓力油,安全控制閥是起保護作用和對壓力油的分配。轉(zhuǎn)舵機構(gòu)由油缸、柱塞和舵柄等。當(dāng)操舵裝置控制系統(tǒng)啟動電機帶動變量泵時,變量泵從一對(或一個)油缸中抽油,同時向另一對(或一個)油缸輸油,從而推動柱塞直線運動并使舵柄繞舵桿作旋轉(zhuǎn)運動,產(chǎn)生舵角。當(dāng)油泵改變輸油方向時,舵就反向轉(zhuǎn)動。 操縱追隨機構(gòu)由減速器、螺桿、滑塊、操縱桿、連桿(也稱浮動桿)、反饋桿(也稱追隨桿)等一系列拉桿組成,其主要作用是控制主油泵的工作狀態(tài)。在通常采用的液壓三點杠桿式追隨機構(gòu)中,當(dāng)轉(zhuǎn)動舵柄舵葉給出舵角的過程中,同時經(jīng)反饋追隨桿拉動操縱桿復(fù)位,使油泵停止排吸油,控制舵葉停止在所需的舵角上。 3. 撥叉式舵機 撥叉式舵機不同于往復(fù)式舵機,具有體積小、安裝方便、扭矩大、技術(shù)含量高的特點。撥叉式液壓舵機主要是由一個撥叉式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)組,兩個動力柜和一個電控操縱臺(或隨動操舵儀)組成。撥叉式轉(zhuǎn)舵機構(gòu)組有單舵、雙舵和三舵三種型式的傳動系統(tǒng),單舵?zhèn)鲃酉到y(tǒng)只包括推舵裝置本身。雙舵?zhèn)鲃酉到y(tǒng)包括假舵柄、假舵柱連桿及邊舵柄。三舵?zhèn)鲃酉到y(tǒng)包括中邊舵柄和拉桿。 4. 轉(zhuǎn)葉式舵機 舵機裝置主要由轉(zhuǎn)葉式舵馬達、動力泵組、儲備油箱等組成。轉(zhuǎn)葉式舵馬達腔內(nèi)動葉接受來自動力泵組壓力油的作用,帶動轉(zhuǎn)子并將扭矩傳遞給舵桿,以達到轉(zhuǎn)舵的目的; 動力泵組由液壓泵、電磁閥、控制閥等集裝而成,非常緊湊,泵組接受電氣操縱系統(tǒng)的控制;儲備油箱為操舵裝置液壓系統(tǒng)上的一個附件,為液壓系統(tǒng)供油和補油所需; 往復(fù)式舵機和轉(zhuǎn)葉式舵機比較 往復(fù)式舵機以上舵承來承重舵系,下舵承來定位,舵柄的壓入量僅幾毫米;而轉(zhuǎn)葉式舵機不需要上舵承,由舵機直接承重,但是在舵機平臺需要考慮水密性,舵柄的壓入量需幾十毫米。 往復(fù)式舵機對尺寸的要求較大,此類舵機可以向一舷偏轉(zhuǎn)不到40°,轉(zhuǎn)葉式舵機可達70°。液壓系統(tǒng)作用是高、低壓轉(zhuǎn)換,將壓力損失轉(zhuǎn)化為機械運動。 |
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